Выбор циркуляционного насоса

Если в отопительной системе не хватает давления, то в дальней ее точке трубы и радиаторы остаются холодными. С этой проблемой могут столкнуться и жильцы многоквартирных домов, и владельцы частных домов. В таком случае повысить эффективность системы отопления поможет циркуляционный насос. Он заставит теплоноситель двигаться по трубам быстрее и попадать в батарее еще горячим. Кроме того, даже если система обогрева с естественной циркуляцией теплоносителя вполне эффективна, принудительная циркуляция может помочь снизить общие расходы на отопление. В любом случае, прежде чем покупать насос, нужно правильно рассчитать напор и производительность.

Формула расчета производительности насоса

Производительность насоса (Q) – это количество тепла, которое может быть перемещено за единицу времени.

Q = 0,86∙R/ΔT

где: Q – объемный расход, м3/ч;
R – потребность помещения в тепле, кВт;
ΔT – разница температур на входе и на выходе из системы, °С.

Тепловая мощность (R) рассчитывается исходя из: внутреннего объема помещения и его теплоизоляции. Европейский стандарт: 100 Вт/м2 площади небольшого частного дома, в котором не более двух квартир; 70 Вт/м2 площади многоквартирного дома. При расчёте зданий с малоэффективной теплоизоляцией, значение показателя следует увеличить. Для расчетов в производственных зданиях, а также по зданиям с высокоэффективной теплоизоляцией, наоборот, нужно использовать показатель более низкий: 30-50 Вт/м2. Для большей точности можно воспользоваться таблицей 1.

Тепловая мощность, кВт Объем помещения в новом здании, м3 Объем помещения в старом здании, м3 Площадь теплицы из теплоизолированного стекла и с двойной фольгой, м2 Площадь теплицы из обычного стекла с фольгой, м2
5 70-150 60-110 35 18
10 150-300 130-220 70 37
20 320-600 240-440 140 74
30 650-1000 460-650 210 110
40 1050-1300 650-890 300 150
50 1350-1600 900-1100 370 180
60 1650-2000 1150-1350 440 220
75 2100-2500 1400-1650 550 280
100 2600-3300 1700-2200 740 370
125 3400-4100 2300-2700 920 460
150 4200-5000 2800-3300 1100 550
2000 5000-6500 3400-4400 1480 740

Таблица 1 – Тепловая мощность для помещений различных типов при разнице температур 30°С.

Формулы расчета высоты всасывания насоса

Теперь нужно рассчитать высоту всасывания насоса (H):

H = 1,3∙(R1∙L1+R2∙L2+Z1+Z2+…+ZN)/10000

где R1, R2 – потеря давления на подаче и обратном движении теплоносителя, Па/м;
L1, L2 – длина подающего и обратного трубопровода, м;
Z1, Z2, … ZN – сопротивление каждого элемента системы отопления, Па.

Для определения R1 и R2 следует воспользоваться таблицей 2.

Размер трубы Расход, м3 Расход воды, л/мин Внутренний диаметр, мм
0,1 0,5 1 1,5 2 3 4 5 6
3/8” 79 1459 - - - - - - - 0,12 12,5
1/2” 24 445 1563 - - - - - - 0,2 16
3/4” 6 105 369 769 1269 - - - - 0,37 21,6
1” 2 35 122 254 427 892 1502 - - 0,58 27,2
1 1/4” 0 9 32 67 112 234 395 592 824 1,01 35,9
1 1/2” 0 4 15 32 54 113 190 285 396 1,37 41,8

Таблица 2А – Потери давления в зависимости расхода теплоносителя для стальных труб.

Размер трубы Расход, м3 Расход воды, л/мин Внутренний диаметр, мм
0,1 0,5 1 1,5 2 3
CU 10x1 602 - - - - - 0,05 8
CU 12x1 209 3499 - - - - 0,08 10
CU 15x1 60 1006 - - - - 0,13 13
CU 18x1 22 375 1263 - - 892 0,2 16
CU 22x1 8 130 437 890 1473 - 0,31 20
CU 28x1,5 3 45 151 308 510 1038 1,37 41,8

Таблица 2Б – Потери давления в зависимости от расхода теплоносителя для медных труб.

Гидравлическое сопротивление отдельных элементов и узлов отопительной системы должно быть указано в их технической документации. Но доже при отсутствии таких документов можно выполнить расчет, используя данные таблицы 3.

Элементы системы Потери давления, кПа
Котел 1-5
Компактный котел 5-15
Теплообменник 10-20
Тепломер 15-20
Водонагреватель 2-10
Тепловой насос 10-20
Радиатор 0,5
Конвектор 2-20
Радиаторный вентиль 10
Регулирующий клапан 10-20
Обратный клапан 5-10
Фильтр (чистый) 15-20

Таблица 3 – Приблизительные потери давления в определенных элементах системы отопления.

Результаты расчета следует сравнить с характеристиками каждой модели насоса с учетом разных скоростей работы. Почти все современные циркуляционные насосы имеют три скорости работы. Переключатель позволяет скорректировать режим работы насоса, что позволяет регулировать интенсивность поступления тепла в помещение. Для поддержания заданной температуры, при резком похолодании скорость работы насоса увеличивают, а в случае потепления – уменьшают.

Приведенные выше формулы позволяют рассчитать максимальные показатели работы системы. В действительности нагрузка на оборудование будет ниже, поэтому можно выбрать циркуляционный насос, характеристики которого немного ниже расчетных показателей. Покупка более мощного насоса не целесообразна, потому что приведет к ненужным расходам, но в целом работу системы не улучшит.

Пример расчета

Допустим нужно усовершенствовать систему отопления в не новом частном доме. Площадь помещения 200 м2. При высоте потолков в 2,8 м объем помещения составит:

V = 200∙2,8 = 560 (м3)

Используя таблицу 3 находим значение необходимой тепловая мощности для нашего помещения – 30 кВт.

Тогда производительность насоса равна:

Q = 0,86∙R/ΔT = 0,86∙30/15 = 1,72 (м3/ч)

Запоминаем это значение, переходим к следующей формуле. Прежде чем браться за расчет напора (H), нужно по таблице 2 определить потери давления в трубах. Если трубы в нашем доме стальные и имеют диаметр 1 дюйм, то R1=R2=254 Па/м.

Пусть L1=50 м, L2=20 м, а из элементов в системе присутствуют: котел – 2000 Па, 10 радиаторов отопления – 0,5 Па на каждый, 5 Па всего, тогда

H = 1,3∙(254∙50+254∙20+2000+5)/10000 = 2,57 (м)

Итак, сравним полученные результаты с характеристиками конкретных насосов. Насос Джилекс Циркуль 25-40 имеет 3 режима работы: Q=1,5 м3/ч при H=2 м, Q=2,5 м3/ч при H=3,2 м, Q=3 м3/ч при H=4,5 м. Он вполне подойдет в данной ситуации. Первый режим немного не дотягивает до рассчитанных нами показателей – это экономный режим для не слишком холодных дней, второй режим – оптимальный, третий – подойдет для быстрого прогрева дома в случаях резкого похолодания.

Для сравнения следующий насос в серии Джилекс Циркуль 25-60 имеет показатели близкие к расчётным уже на первом режиме: Q=1,6 м3/ч при H=2,5 м. А значит второй и третий режимы будут абсолютно бесполезны. Как бы быстро при этом не разгонялся теплоноситель – это уже не повлияет на эффективность отопительной системы, а только приведет к перерасходу электроэнергии.

Другие производители, например, Вихрь, предоставляют информацию о насосе в виде графика напор-расход. Чтобы понять подходит ли насос для нашей задачи нужно найти на графике точку, для которой мы рассчитали координаты. В данном примере это точка А (1,72; 2,57). Если эта точка находится между линиями (их три, для каждого режима своя линия), то насос подходит.

Напорно-расходные характеристики



Обратная связь

*
*
*
Защита от автоматических сообщений
CAPTCHA
Введите слово на картинке*

Купить в кредит

Проверьте Ваши персональные данные:
*
*
*
*